Září 18, 2017
Noradrenalin je hormon a neurotransmiter, který dostává naše tělo a mysl připravené k akci. V těle to zahrnuje funkce sympatického nervového systému, jako je zvýšení srdeční frekvence, krevního tlaku a průtoku krve do svalů. V mozek, noradrenalin nám pomáhá udržet pozornost a soustředit naši pozornost, ale je také důležitý pro emocionální učení, zejména pokud se týká strach a úzkost. Ačkoli vědci dlouho přemýšleli, že všechny noradrenergní neurony v locus coeruleus vysílat stejné signály do zbytku mozku prostřednictvím jediné homogenní populace buněk, v týmu RIKEN něco nepřidalo.
Jak vysvětluje vedoucí týmu Joshua Johansen, „locus coeruleus funguje v mnoha chováních, včetně emocionální učení a kognitivní a behaviorální flexibilita. Přemýšleli jsme, jak může homogenní systém regulovat tyto zdánlivě protichůdné aspekty chování. Překvapivě odpověděl, že systém není homogenní. “
Tým dospěl k tomuto závěru zkoumáním dvou typů učení. Prvním byl strach, ve kterém se zvíře naučí spojit zvuk se strašlivou událostí. Je známo, že tento typ učení zahrnuje zvýšení noradrenalinu v části mozku zvané amygdala. Druhým byl zánik učení se strachu, ve kterém je spojení mezi zvukem a událostí neopakováno opakováním zvuku bez strašné události. Tento typ pružného učení zahrnuje zvýšení noradrenalinu v části mozku zvané mediální prefrontální kortex.
Experimenty ukázaly, že během učení se strachu byla většina noradrenergních neuronů aktivována intenzivní averzivní situací. Nicméně, jak se odezvy strachu změnily během extinkce, jedna skupina lokusů coeruleus neuronů byla aktivní brzy ve vzdělávání, když byly reakce strachu stále vysoké, zatímco jiná skupina začala reagovat, když byla asociace unlearned a emocionální reakce byly potlačeny.
Další experimenty ukázaly, že noradrenergní buněčná skupina aktivní během strašných stavů poslala projekce do amygdaly, zatímco skupina aktivní během extinkce promítaná do mediálního prefrontálního kortexu.
Funkce těchto dvou samostatných projekcí byly jasné, když tým použil optogenetiku k potlačení jednoho nebo druhého během různých studijních stavů. Inhibice projekce do amygdaly během učení se strachu zabránila zvířatům spojit zvuk se strašlivou událostí, zatímco jeho potlačení během vymírání umožnilo návrat k normálnímu, pružnému chování. Na rozdíl od toho, inhibice prefrontální projekce neměla žádný vliv na učení se strachu, ale místo toho snížila učení o vymírání, což mělo za následek, že zvířata se i nadále chovají, jako by se bojí zvuku, i když to už nepředpovídalo strašlivou událost.
"Ačkoli všechny noradrenergní buňky silně reagovaly během intenzivního učení strachu, zjistili jsme, že během učení vyhynutí, kdy je třeba potlačit emoční reakce, jsou menší populace noradrenalinových buněk zapojeny v různých časových bodech," řekl Johansen. "Konkrétně se aktivace přesouvá od amygdala-promítajících buněk, které se snaží udržet." reakce na strach, k prefrontálním kortexovým projekčním buňkám, které jsou důležité pro potlačení těchto emocionálních reakcí. To umožňuje posun od reflexivní emocionální reakce k normálnímu a flexibilnímu chování. “
Protože léčiva, která jsou zaměřena na noradrenalinový systém, jsou v současné době ve vývoji pro léčbu úzkostných poruch, tato zjištění by mohla mít vliv na budoucí objev léků.
„Pochopením podrobných obvodů, které jsou základem učení strachu a učení bezpečnosti,“ říká Johansen, „to naše studie naznačuje Noradrenalinuléčebné přístupy založené na léčbě by měly prospěch z konkrétnějšího zacílení a diferenciální regulace těchto pro-strachových a anti-strachových populací noradrenergních buněk. “
Laboratoř nyní zkoumá molekulární rozdíly mezi těmito různými buněčnými populacemi v naději, že budou vyvíjet lepší léčebné postupy pro úzkostné poruchy.
Prozkoumejte dále: Dospělí mozky produkují nové buňky v dříve neobjevené oblasti
Více informací: Modulární uspořádání noradrenalinového systému brainstem koordinuje protikladné učící se stavy, Nature Neuroscience (2017). DOI: 10.1038 / nn.4642
;